数码设备电池镍镉电池的原理分析及应用范围

数码设备电池镍镉电池的原理分析及应用范围

镍镉电池 镍镉电池（Ni-Cd、-、Ni-Cd）是最早应用于手机、超科技等设备的电池类型。 具有良好的大电流放电特性，抗过充放电能力强，维护简单。 一般采用以下反应进行放电：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2。 充电时反应相反。 镍镉电池最致命的缺点是，如果在充放电过程中处理不当，会产生严重的“记忆效应”，从而大大缩短使用寿命。 所谓“记忆效应”是指充电前电池电量没有完全耗尽，会导致电池容量随着时间的推移而减少。 电池在充放电过程中（放电比较明显），电池极板上会产生一些痕迹。 有小气泡。 随着时间的推移，这些气泡会减少电池极板的面积，间接影响电池容量。 当然，我们可以通过掌握合理的充放电方法来减少“记忆效应”。 另外，镉有毒，因此镍镉电池不利于生态环境的保护。 众多的缺点导致镍镉电池基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。 原理分析充电图是负极的镉（Cd）中的氢氧根离子（OH-）与氢氧化钠（NaOH）化合，合成氢氧化镉，附着在正极上，同时也释放出电子。 电子沿着导线到达阴极，与阴极处的二氧化镍和溶液中的水反应，形成氢氧化镍和氢氧根离子。 氢氧化镍将附着在阳极上，氢氧根离子将返回阳极。 ****溶液，因此****溶液的浓度不会随着时间的推移而降低。

放电反应式： 负反应：Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e- 正反应：2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH- 总反应：Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH )2+Ni(OH)2 充电反应式： 正极反应：Ni(OH)2+2OH-→ 2e-+NiO2+2H2O 负极反应：Cd(OH)2+2e-→ Cd+2OH- 总反应：Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O 充电后的镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成。 石墨不参与化学反应，其主要作用是增强导电性。 性别。 负极板上的活性物质由氧化镉粉末和氧化铁粉末组成。 氧化铁粉的作用是使氧化镉粉具有较高的扩散性，防止结块，增加极板的容量。 将活性材料分别包裹在穿孔钢带中，经过压力成型后，成为电池的正极板和负极板。 板之间采用耐碱硬橡胶绝缘棒或穿孔聚氯乙烯瓦楞板隔开。 电解质通常是氢氧化钾溶液。 与其他电池相比，镍镉电池具有适中的自放电率（即电池在不使用时失去电量的速率）。 镍镉电池在使用过程中，如果没有完全放电后再充电，下次放电时将无法将电量放完。 例如，如果放电80%的电量，然后充满电，电池只能放出80%的电量。

这称为记忆效应。 当然，几个完整的放电/充电周期将使镍镉电池恢复正常运行。 由于NiCd电池有记忆效应，如果未完全放电，应将每节电池放电至1V以下后再充电。 [1] 充电镍镉电池充电是在0.05C至大于1C范围内对镍镉电池进行恒流充电。 一些低成本充电器使用绝对温度来终止充电。 虽然简单且成本低廉，但这种充电终止方法并不精确。 更好的方法是在电池充满电时通过检测电压下降来终止充电。 对于充电率为 0.5C 或更高的 NiCd 电池，-ΔV 方法最有效。 -ΔV充电终止检测应与电池温度检测相结合，因为老化的电池和不匹配的电池可能会降低ΔV。 通过检测温升率（dT/dt）可以实现更准确的满充电检测，这比固定温度终止对电池更好。 基于ΔT/dt和-ΔV相结合的充电终止方法可以避免电池过充，延长电池寿命。 镍镉电池快速充电提高充电效率。 在1C充电速率下，效率可接近1.1（91%），空电池充电时间略多于1小时。 以0.1C充电时，效率降至1.4（71%），充电时间约为14小时。 由于 NiCd 电池接收接近 100% 的电量，因此在前 70% 的充电过程中几乎所有能量都被吸收，并且电池保持凉爽。 超快充电器利用这一特性，可以在几分钟内将电池充电至70%，以几C的电流充电，且不会产生热量。 充电至 70% 后，电池继续以较低速率充电，直至电池充满。 最后，充电以 0.02C 至 0.1C 的涓流电流结束。